【内容概述】该文献为清华大学材料学院研究团队在无机铁电材料中的光学手性及其电场调控方面取得的新进展。通过稀土离子掺杂调控静电能策略在BiFeO3（BFO）纳米岛中引入涡旋畴，结合铁电畴结构与光学二次谐波-圆二色性探测结果，在实空间中建立了涡旋畴-光学手性之间的耦合关联。此外，通过对样品施加电场可以实现铁电涡旋畴与拓扑平庸畴之间的可逆且非易失转变，进而实现了光学手性信号的产生和擦除，为集成光电子器件提供了材料基础。
团队在先前工作的基础上进一步探究了缺陷电荷及静电能对畴结构的影响。先前BFO纳米岛中的四重对顶畴及荷电畴壁通常需要缺陷电荷在畴壁处富集进而实现对极化的屏蔽作用，由此造成了畴壁处静电能的升高。为了减少材料中的缺陷电荷并降低体系的静电能，研究者采用La离子掺杂策略，在保持对称性不变的基础上，降低体系中的静电能（见图）。相场模拟结果表明，通过对BFO纳米岛体系静电能的调整，纳米岛中可自发形成面内极化呈顺时针旋转或逆时针旋转的涡旋畴（面外极化方向均为向上）。
研究团队采用脉冲激光沉积技术制备了La掺杂的BFO（LBFO）菱方相纳米岛，并通过角分辨压电力响应显微镜和扫描透射电子显微镜发现在该材料中存在自发形成的涡旋畴。由于底电极与铁电薄膜界面的内建电场，纳米岛的自发极化面外方向分量均表现为向上，而不同的纳米岛展现出旋向相反的面内方向分量。根据铁电材料中手性的定义，具有涡旋畴的LBFO铁电纳米岛应该具有光学手性。
（论文原文见附件）
